[发明专利]异步风电机组虚拟同步化并网控制方法及系统

权利要求书

1.基于定子双绕组异步风电机组虚拟同步化并网控制系统，其特征在于，所述系统包括定子双绕组异步风电机组以及虚拟同步控制装置，所述定子双绕组异步风电机组与所述虚拟同步控制装置电连接；所述定子双绕组异步风电机组用于为所述虚拟同步控制装置输送功率；

所述定子双绕组异步风电机组具体包括定子双绕组感应电机、励磁电容、不控整流桥、滤波电容、轻载、滤波电感、控制侧逆变器、电力二极管、蓄电池、电机侧控制器以及驱动电路；

电机功率侧与所述励磁电容、不控整流桥、滤波电容、轻载依次电连接，电机控制侧与所述滤波电感、控制侧逆变器、滤波电容依次电连接，并与电力二极管和蓄电池的串联支路电连接，采集不控整流桥处的电压信号和控制侧逆变器处的电压信号并送入电机侧控制器，采集滤波电感处的电流信号并和所述电机侧控制器的输出信号一起送入驱动电路，所述驱动电路与所述控制侧逆变器电连接；

所述虚拟同步控制装置具体包括电网侧逆变器、LCL滤波电路、三相断路器、电网、瞬时功率计算模块、虚拟同步发电机控制器、虚拟阻抗、准比例谐振双环控制器、空间电压矢量调制器、预同步控制器、准同期并列控制器、LCL侧锁相环以及电网侧锁相环；

所述电网侧逆变器、LCL滤波电路、三相断路器、电网依次电连接，所述电网侧逆变器与所述不控整流桥电连接，采集LCL侧电压信号送入所述瞬时功率计算模块，所述瞬时功率计算模块、虚拟同步发电机控制器、准比例谐振双环控制器、空间电压矢量调制器依次连接，所述虚拟阻抗、虚拟同步发电机控制器、预同步控制器、准同期并列控制器依次连接，所述空间电压矢量调制器的输出端与所述电网侧逆变器电连接。

2.基于定子双绕组异步风电机组虚拟同步化并网控制方法，其特征在于，采用定子双绕组异步风电机组对虚拟同步控制装置输送功率；采用电压外环的电流滞环控制算法控制定子双绕组异步风电机组，所述虚拟同步控制装置采用基于采用虚拟同步化并网控制策略实现并网；

所述虚拟同步控制装置采用基于采用虚拟同步化并网控制策略实现并网，具体包括：

S1、采用瞬时功率计算方法根据采集得到的逆变电源输出的电压和电流瞬时值，计算得到有功功率和无功功率；

S2、采用VSG控制算法对所述有功功率和无功功率进行计算得到虚拟同步发电机控制器输出电压的参考信号；

S3、所述拟同步发电机控制器输出电压的参考信号与虚拟阻抗模块输出的虚拟电压信号进行比较计算得到参考输入信号，所述虚拟电压信号是由所述虚拟阻抗模块根据逆变器输出电流计算得到；

S4、双闭环控制器根据所述参考输入信号、电网侧逆变器输出的电压和电流信号计算得到输出电压信号，并将该电压信号作为空间电压矢量调制器的参考电压信号；

S5、所述空间电压矢量调制器根据所述空间电压矢量调制器的参考电压信号得到逆变器调制信号，并将其输出给电网侧逆变器；

S6、采用预同步控制算法，在未并网时调节LCL滤波电路的输出电压与电网电压的波形重合；

S7、采用准同期并列控制算法发出电网侧断路器的合闸信号，以进行并网。

3.如权利要求2所述的基于定子双绕组异步风电机组虚拟同步化并网控制方法，其特征在于，采用电压外环的电流滞环控制算法控制定子双绕组感应电机，具体包括：

电机侧控制器根据控制绕组侧的电压与控制侧的电压给定值的比较值、功率绕组侧的电压与功率绕组侧的电压给定值的比较值计算得到d、q轴给定电流，由直接磁场定向得到定向角，产生控制侧逆变器开关管的PWM开关驱动信号，所述控制侧逆变器根据所述PWM开关驱动信号控制定子双绕组感应电机。

4.如权利要求2所述的基于定子双绕组异步风电机组虚拟同步化并网控制方法，其特征在于，所述S3中所述虚拟阻抗模块具体为基于降阶谐振器和三阶广义积分器级联的虚拟阻抗模块。

5.如权利要求2所述的基于定子双绕组异步风电机组虚拟同步化并网控制方法，其特征在于，所述S4中所述双闭环控制器具体为电压外环电流内环的基于准比例谐振的双闭环控制器。